KR102673517B1

KR102673517B1 - 기판 높이 위치 제어 기능이 있는 잉크젯 프린터

Info

Publication number: KR102673517B1
Application number: KR1020227029098A
Authority: KR
Inventors: 딕비 푼; 알렉산더 소우-캉 코; 데이빗 씨. 도노반
Original assignee: 카티바, 인크.
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2024-06-07
Also published as: TW202323068A; TWI797364B; US11097560B2; US20210339543A1; CN113382881B; US20200180329A1; CN116587749A; KR20220122793A; US20230331008A1; KR20210098502A; WO2020118025A1; US11718111B2; CN113382881A; KR102437326B1; TW202021818A

Abstract

잉크젯 프린터가 설명된다. 잉크젯 프린터는 기판 홀더 어셈블리를 가지며, 상기 기판 홀더 어셈블리는, 제1 방향으로 장축과 상기 제1 방향에 수직인 제 2 방향으로 단축을 갖는 베이스 부재; 상기 베이스 부재에 결합되며, 상기 제1 방향으로 장축을 갖고 상기 제2 방향으로 단축을 갖는 접촉 부재; 상기 베이스 부재에 결합된 홀더 캐리지; 상기 베이스 부재와 상기 접촉 부재 사이에 결합되고 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향하여 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 연장되는 선형 연장기; 및 상기 베이스 부재에 결합되고, 상기 선형 연장기와 상기 접촉 부재 사이의 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 방향으로 플렉스 방향을 갖는 플렉스 부재를 포함한다.

Description

기판 높이 위치 제어 기능이 있는 잉크젯 프린터{INKJET PRINTER WITH SUBSTRATE HEIGHT POSITION CONTROL}

본 출원은 2018년 12월 5일에 출원된 미국 임시 특허 출원 번호 62/775,487 및 2019년 12월 3일에 출원된 미국 정규 특허 출원 번호 16/702,380의 혜택을 주장하며, 각각은 여기에 참조로 통합된다.

본 발명의 실시 예들은 일반적으로 잉크젯 프린터에 관한 것이다. 구체적으로, 기판 위치 및 배향을 모니터링하고 제어하기 위한 방법 및 장치가 설명된다.

잉크젯 프린팅은 사무실 및 가정용 프린터에서, 그리고 디스플레이 제조, 대규모 서면 자료 인쇄, PCB와 같은 제조 물품에 재료의 추가, 조직과 같은 생물학적 물품 제작에 사용되는 산업용 규모 프린터에서 일반적이다. 대부분의 상업용 및 산업용 잉크젯 프린터와 일부 소비자 프린터는 디스펜서를 사용하여 기판에 인쇄 재료를 적용한다. 디스펜서는 제어된 양의 인쇄 재료를 제어된 시간 및 속도로 기판을 향해 토출하여 인쇄 재료가 목표 위치의 기판에 도달하고 원하는 크기와 모양을 갖는 마크를 만든다.

어떤 경우에는, 기판 상에 인쇄 재료를 위치시키는 정밀도가 매우 높다. 인쇄 재료 토출의 시간, 수량 또는 속도의 미세한 편차로 인해 인쇄 오류가 발생할 수 있다. 유사하게, 인쇄 재료를 수용할 기판의 위치가 부정확하면, 인쇄 재료가 타겟에서 벗어난 기판에 도달할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 토출기로부터의 기판 거리가 타겟을 벗어난 경우 인쇄 재료가 예상치 못한 거리를 가로 질러 인쇄 재료가 기판에 일찍 또는 늦게 도착한다. 고정밀 잉크젯 프린팅 응용 분야에서 기판 높이 제어가 필요하다.

여기에 설명된 실시 예들은 제1 방향으로 장축 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 단축을 갖는 베이스 부재; 상기 베이스 부재에 결합되며, 상기 제1 방향으로 장축을 갖고 상기 제2 방향으로 단축을 갖는 접촉 부재; 상기 베이스 부재에 결합된 홀더 캐리지; 상기 베이스 부재와 상기 접촉 부재 사이에 결합되고 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향하여 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 연장되는 선형 연장기; 및 상기 베이스 부재에 결합되고, 상기 선형 연장기와 상기 접촉 부재 사이에서 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 방향으로 플렉스 방향(flex direction)을 갖는 플렉스 부재(flex member)를 포함하는 기판 홀더 어셈블리를 제공한다.

여기에 설명된 다른 실시예들은 기판 지지체; 상기 기판 지지체에 부착된 분배 어셈블리; 및 상기 기판 지지체에 부착된 홀더 어셈블리를 포함하는 잉크젯 프린터로서, 상기 홀더 어셈블리는 상기 기판 지지체에 부착된 슬라이드에 작동 가능하게 결합된 홀더 캐리지; 상기 홀더 캐리지에 결합되고 상기 기판 지지체의 측면을 따라 제1 방향으로 장축을 갖는 베이스 부재; 상기 베이스 부재에 결합되고 상기 제1 방향으로 장축을 가지며, 상기 기판 지지체에 인접한 접촉 부재의 에지에 매니퓰레이터를 갖는 접촉 부재; 상기 베이스 부재에 결합되고 매니퓰레이터를 갖는 상기 접촉 부재의 에지에 인접한 위치에서 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향해 연장하는 제1 선형 연장기; 상기 베이스 부재에 결합되고 매니퓰레이터를 향해 연장하는 제1 플렉스 어셈블리; 상기 베이스 부재에 결합되고 매니퓰레이터를 갖는 상기 접촉 부재의 에지에 인접한 위치에서 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향해 연장하는 제2 선형 연장기; 및 상기 베이스 부재에 결합되고 매니퓰레이터를 향해 연장되는 제2 플렉스 어셈블리를 포함하는 잉크젯 프린터를 제공한다.

여기에 설명된 다른 실시예들은 홀더 캐리지; 상기 홀더 캐리지에 결합되고 제1 방향으로 장축을 갖는 베이스 부재; 상기 베이스 부재에 결합된 접촉 부재, 상기 베이스 부재가 상기 홀더 캐리지와 상기 접촉 부재 사이에 있고, 상기 접촉 부재는 상기 제1 방향으로 장축을 가지며, 상기 접촉 부재는 상기 접촉 부재의 긴 가장자리를 따라 연장되는 매니퓰레이터를 가짐; 상기 베이스 부재에 결합되고 상기 매니퓰레이터를 갖는 접촉 부재의 에지에 인접한 위치에서 상기 베이스 부재를 통해 상기 접촉 부재로 연장하는 제1 선형 연장기; 상기 베이스 부재에 결합되고 상기 매니퓰레이터를 향해 연장하는 제1 플렉스 어셈블리; 상기 베이스 부재에 결합되고 상기 매니퓰레이터를 갖는 상기 접촉 부재의 에지에 인접한 위치에서 상기 베이스 부재를 통해 상기 접촉 부재로 연장하는 제2 선형 연장기; 및 상기 베이스 부재에 결합되고 상기 매니퓰레이터를 향해 연장되는 제2 플렉스 어셈블리를 포함하는 기판 홀더 어셈블리를 제공한다.

본 개시 내용의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 개시 내용의 보다 상세한 설명은 실시 예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부된 도면에 도시되어 있다.
그러나, 첨부된 도면은 단지 예시적인 실시 예들을 도시하고, 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 다른 동등하게 유효한 실시 예들을 인정할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린터의 상부 등각 투영도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 기판 지지체의 평면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 인쇄 어셈블리의 측면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른, 도 1의 잉크젯 프린터용 홀더 어셈블리의 상부 등각 투영도이다.
도 5는 도 4의 홀더 어셈블리의 일부의 단면도이다.
도 6은 도 4의 홀더 어셈블리의 일부의 상세도이다.
도 7a는 도 4의 홀더 어셈블리의 평면도이다.
도 7b는 도 4의 홀더 어셈블리의 일부의 단면도이다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 기판 에지 포지셔닝을 예시하는 활동 다이어그램이다.
도 8b는 다른 실시 예에 따른 기판 에지 포지셔닝을 예시하는 활동 다이어그램이다.
이해를 돕기 위해, 가능한 경우 동일한 참조 번호를 사용하여 도면에 공통인 동일한 요소들을 지정하였다.
일 실시 예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이 다른 실시 예에 유리하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.

기판 상에 인쇄 재료의 배치의 정밀도를 보장하기 위해 높이 제어 특징을 갖는 잉크젯 프린터가 본 명세서에서 설명된다. 도 1은 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린터(100)의 상부 등각 투영도(top isometric view)이다. 잉크젯 프린터는 인쇄를 위해 기판을 조작하기 위한 기판 지지체(102), 인쇄 어셈블리(104) 및 홀더 어셈블리(106)를 갖는다. 프린터(100)는 일반적으로 프린터(100)의 작동 부분으로의 진동 전달을 최소화하기 위한 거대한 물체인 베이스(108)에 기초한다. 일 예에서, 베이스(108)는 화강암 블록이다. 기판 지지체(102)는 베이스(108) 상에 위치되고, 지지 표면(110)을 실질적으로 마찰이 없게 만드는 수단과 함께 지지 표면(110)을 포함한다. 여기서, 지지 표면(110)은 기판이 떠 다니는 가스 쿠션을 제공하는 에어 테이블이다. 지지 표면(110)은 가스 제트가 빠져 나가도록 하는 복수의 구멍들(112)을 특징으로 하여, 지지 표면(110) 상의 원하는 높이에서 기판을 유지하기 위해 상향 힘을 제공한다. 일부 구멍은 또한 기판 높이의 정확한 국부적 제어를 제공하기 위해 기판 지지체를 떠 다니는 가스 쿠션으로부터 가스의 제어된 회수를 허용할 수 있다.

인쇄 어셈블리(104)는 인쇄 지지체(116) 상에 배치된 디스펜서 어셈블리(114)를 포함한다. 인쇄 지지체(116)는 인쇄 재료가 기판에 정확하게 적용될 수 있도록 디스펜서 어셈블리(114)가 기판 지지체(102) 상의 기판과 관련하여 건설적으로 위치하도록 접근을 제공하기 위해 기판 지지체(102)와 관련하여 배치된다. 여기서, 인쇄 지지체(116)는 기판 지지체(102)를 가로 지르는 레일 또는 빔(117)을 포함하여, 이는 디스펜서 어셈블리(114)가 기판 지지체(102)를 가로 지르고 인쇄 지지체(116)의 일측에서 반대측으로 기판 상의 임의의 위치에 인쇄 재료를 퇴적시킬 수 있도록 한다. 이 실시 예에서, 인쇄 지지체(116)는 베이스(108)에 부착되고, 디스펜서 어셈블리(114)를 위한 안정된 지지를 제공하기 위해 베이스(108)로부터 연장된다. 2개의 스탠드들(120)은 기판 지지체(102)의 대향 측면들에서 베이스(108)로부터 연장된다. 레일(117)은 기판 지지체(102)를 가로 질러 연장된다. 스탠드(120) 및 레일(117)은 모두 베이스(108)와 동일한 재료로 만들어 질 수 있다. 이 경우, 스탠드(120), 레일(117) 및 베이스(108)는 하나의 화강암으로 일체로 형성된다.

디스펜서 어셈블리(114)는 일반적으로 인쇄 지지체(116)를 따른 디스펜서(119)의 위치, 타이밍과 같은 디스펜서(119)의 기능적 파라미터들, 예를 들어, 인쇄 지지체(116)을 따른 디스펜서(119)의 위치, 타이밍, 지속 시간, 인쇄 재료의 유형 및 디스펜싱 프로파일 등을 제어하기 위한 전자 장치들 및 센서들을 포함하는 인쇄 어셈블리 제어기(118)와 함께 하나 이상의 디스펜서(119)를 포함한다. 일반적으로 디스펜서(119)는 레일(117)을 따라 디스펜서(119)를 레일의 한쪽 단부에서 다른 반대쪽 단부로 이동시키기 위해 인쇄 지지체(116)와 결합하는 인쇄 캐리지(122)의 작동에 의해, 인쇄 지지체(116)를 따라 주행한다. 도면을 단순화하기 위해 전원 및 신호 도관은 표시되지 않았다.

기판은 홀더 어셈블리(106)에 의해 인쇄 어셈블리(104) 아래에 위치된다. 홀더 어셈블리(106)는 로딩 시 기판과의 안전한 접촉을 획득하고 인쇄 재료를 정확한 방식으로 기판 상에 디스펜싱하기 위해 기판을 기판 지지체(102)를 따라 이동시켜 인쇄 어셈블리(104)에 대해 기판을 위치시킨다. 이 경우, 홀더 어셈블리(106)는 기판 지지체(102)의 일측에 위치되고 일반적으로 기판 지지체(102)를 따라 제1 방향으로 연장되어 인쇄 동안 기판을 제1 방향으로 이동시킨다. 제1 방향은 도 1에서 화살표(124)로 표시된다. 디스펜서(119)는 일반적으로 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로, 도 1에 화살표(126)으로 표시된 제2 방향으로 실질적으로 연장되는 레일(117)에 의해 결정된 바에 따라, 이동한다. 때때로 제2 방향(126)은 "x 방향"으로, 레일(117)은 "x 빔"으로 지칭된다.

홀더 어셈블리(106)는 일반적으로 홀더 어셈블리 지지체(128) 상에 배치되며, 이 경우에는 기판 지지체(102)의 에지(130)를 따라 기판 지지체(102)의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 제1 방향으로 연장되는 레일이다. 이 실시 예에서, 홀더 어셈블리 지지체(128)는 홀더 어셈블리(106)를 위한 안정적인 지지를 제공하기 위해 베이스(108)에 부착된다. 홀더 어셈블리 지지체(128)는 베이스(108)와 동일한 재료로 만들어 질 수 있다. 이 경우, 홀더 어셈블리 지지체(128), 베이스(108) 및 인쇄 지지체(116)는 하나의 화강암으로 일체로 형성된다. 때때로, 홀더 어셈블리 지지체(128)는 "y 빔"으로 지칭된다.

홀더 어셈블리(106)는 홀더 어셈블리 지지체(128)를 따라 주행하는 홀더 캐리지(132)를 포함한다. 베이스 부재(134)는 홀더 캐리지(132)에 결합되고 접촉 부재(136)는 베이스 부재(134) 사이에 베이스 부재(134)에 결합된다. 접촉 부재(136)는 기판 지지체(102)의 에지(130)에 가장 가까운 접촉 부재(136)의 에지(140)에 위치된 매니퓰레이터(138)를 포함한다. 여기서, 진공 소스(미도시)는 홀더 어셈블리(106)에 결합되고, 매니퓰레이터(138)의 접촉 표면(142)에서 진공을 제공하여 기판 지지체(102) 상의 처리(processing)를 위해 기판을 안전하게 유지하도록 한다. 홀더 어셈블리(106)는 작동 중에 홀더 어셈블리 지지체(128)를 따라 이동하여 기판 지지체(102) 상의 임의의 위치에 단단히 고정된 기판을 위치시킨다. 예를 들어, 인쇄 어셈블리 제어기(118)의 작동에 의해 인쇄 어셈블리(104)가 인쇄 재료를 디스펜싱하기 위해 기판 상의 정확한 위치에 대한 액세스를 제공하도록 디스펜서(119)를 위치시킬 수 있다.

시스템 제어기(129)는 프린터(100) 전체에 배치될 수 있는 다양한 센서들로부터 신호를 수신하고 신호를 프린터(100)의 시스템으로 전송하여 인쇄를 제어한다. 여기서, 시스템 제어기(129)는 인쇄 어셈블리 제어기(118) 및 홀더 어셈블리(106)의 작동을 제어하는 홀더 어셈블리 제어기(131)에 작동 가능하게 결합된 것으로 도시되어 있다. 기판 지지체(102), 인쇄 어셈블리(104), 홀더 어셈블리(106) 그리고, 잠재적으로 환경 제어 및 재료 관리 시스템과 같은 다른 보조 시스템 각각은 인쇄 작업 중 다양한 구성 요소들의 상태와 관련된 신호를 시스템 제어기(129)에 전송하기 위해 시스템 제어기(129)에 작동 가능하게 결합된 센서들을 가질 수 있다. 시스템 제어기(129)는 프린터(100)의 다양한 제어된 구성 요소들에 전송할 제어 신호를 결정하기 위한 데이터 및 명령을 포함한다.

기판 상에 인쇄할 때, 인쇄 재료의 미세한 액적(droplet), 예를 들어 직경이 10-15㎛인 기판의 영역에 직경이 5-10㎛인 인쇄 재료 액적을 배치하는 것이 종종 바람직하다. 이 작업에서는 일반적으로 인쇄 시간을 최소화하기 위해 기판이 이동하는 동안 인쇄 재료가 분배된다. 이러한 극도의 정밀도는 인쇄 시스템의 다양한 부분의 치수의 미세한 불완전성, 온도에 따른 치수의 변화, 기판, 디스펜서 어셈블리 및 홀더 어셈블리(106)의 병진 속도의 부정확성, 그리고 디스펜서(119)로부터 기판까지의 거리의 부정확성으로 인해 복잡해진다. 디스펜서(119)와 기판 간의 거리가 정확하게 알려지지 않거나 제어되지 않는 경우, 디스펜서(119)로부터의 인쇄 재료의 액적 속도는 기판이 적절한 위치에 있을 때 인쇄 재료 액적이 목표 위치에 도달하도록 프로그래밍될 수 없다. 액적이 너무 일찍 또는 너무 늦게 도착하여 타겟을 놓치게 된다.

디스펜서(119)로부터 기판까지의 거리(기판이 가스 쿠션 위에 떠 있을 때 "비행 높이"라고도 함)를 제어하기 위한 장치 및 방법이 여기에 설명된다. 하나 이상의 센서가 기판 지지체(102) 또는 인쇄 어셈블리(104)에 포함되어, 예를 들어 기판 지지체(102) 또는 인쇄 어셈블리(104)의 일부로부터 기판까지의 하나 이상의 거리를 감지한다. 도 2는 일 실시 예에 따른 기판 지지체(200)의 평면도이다. 기판 지지체(200)는 도 1의 프린터(100)에서 기판 지지체(102)로서 사용될 수 있다. 기판 지지체(200)는 지지 표면(201)과 그 위에 배치된 기판 사이에 가스를 제공하여 지지 표면(201) 상에서 기판을 타겟 높이에서 지지하기 위한 가스 쿠션을 설정하기 위해, 기판 지지체(200)의 지지 표면(201)에 형성된 복수의 제1 홀들(202)을 포함한다. 기판 지지체(200)는 또한 지지 표면(201)과 그 위에 배치된 기판 사이의 흡입을 제공하기 위해 지지 표면(201)에 형성된 복수의 제2 홀들(204)을 포함한다. 불활성 가스를 포함하는 가스 소스(도시되지 않음)가 복수의 제1 홀들(202)에 유체 결합되고 진공 소스(도시되지 않음)가 복수의 제2 홀들(204)에 유체 결합된다. 가스 소스 및 진공 소스는 기판과 지지 표면(201) 사이에 타겟 두께 및/또는 압력의 가스 쿠션을 제공하도록 작동된다. 여기에서, 복수의 제1 홀들(202)은 지지 표면(201)을 가로 질러, 실질적으로 지지 표면(201)의 단부에서 단부로 그리고 전체적으로 균일하게 퍼져 있다. 복수의 제2 홀들(204)은 지지 표면(201)의 중앙 영역(205)에서 복수의 제1 홀들(202)사이에 산재되어 있다. 복수의 제2 홀들(204)을 통해 제공되는 진공은 중앙 영역(205)의 복수의 제1 홀들(202)을 통해 제공된 가스 쿠션과 함께 작동하여, 기판에 인쇄 재료의 퇴적이 일어나는 중앙 영역(205)에서 지지 표면(201) 상의 기판 높이에 대한 제어를 제공한다.

기판과 지지 표면(201) 사이의 거리를 감지하기 위해 복수의 거리 센서들(206)이 지지 표면(201)에 배치된다. 기판이 클 수 있기 때문에, 복수의 센서들(206)을 사용하여 기판의 여러 부분에서 거리를 감지할 수 있다. 다른 경우에, 단일 센서(206)가 사용될 수 있다. 여기서, 센서들(206)은 지지 표면(201)에 규칙적으로 이격되어 있는 것으로 도시된다. 센서들(206)은 용량성, 유도성, 광학적 또는 음향적이거나 이들의 혼합물일 수 있다. 일 실시 예에서, 용량성 센서만이 사용된다. 다른 실시 예에서, 용량성 및 광학 센서가 사용된다. 광학 센서는 간섭 기반, 회절, 스펙트럼 및/또는 삼각 측량 기반일 수 있다. 거리 센서(206)는 감지된 거리를 나타내는 신호를 시스템 제어기(129)에 전송하기 위해 시스템 제어기(129)(도 1)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 각 센서(206)는 식별 코드와 함께 센서(206)로부터 기판까지의 거리와 관련된 신호를 함께 전송한다. 시스템 제어기(129)는 신호 및 식별 코드를 수신하고 신호 및 식별 코드를 저장한다. 시스템 제어기(129)는 또한 신호를 거리로 변환하고, 센서(206)의 미리 결정된 매핑(mapping)에 기초하여 식별 코드를 지지 표면(201)의 위치로 변환할 수 있다.

센서(206)의 유형 및 밀도는 지지 표면(201)에 걸쳐 변할 수 있다. 예를 들어, 지지 표면(201)으로부터의 거리가 그 영역에서 감지되지 않으면 지지 표면(201)의 일부 영역은 센서(206)를 갖지 않을 수 있다. 일부 영역은 그 영역에서 낮은 세분성(low granularity)의 거리 측정이 충분하다면 센서(206)의 밀도가 낮을 수 있다. 다른 영역은 그 영역에서 높은 세분성(high granularity)의 측정이 요구된다면 고밀도의 센서들(206)을 가질 수 있다. 이 경우, 지지 표면(201)은 디스펜서(119)(도 1)로부터의 기판 거리의 보다 정확한 제어를 제공하기 위해 인쇄 재료가 디스펜싱되는 인쇄 어셈블리(104)에 근접한 구역에서 센서(206)의 높은 세분성(high granularity)을 갖는다.

다른 실시 예에서, 하나 이상의 센서가 인쇄 어셈블리에 부착될 수 있다. 도 3은 일 실시 예에 따른 인쇄 어셈블리(300)의 측면도이다. 인쇄 어셈블리(300)는 도 1의 프린터(100)에서 인쇄 어셈블리(104)로서 사용될 수 있다. 인쇄 어셈블리(300)는 동일한 참조 번호를 사용하여 라벨링되는 도 1의 프린트 어셈블리(104)와 유사한 요소들을 포함한다. 인쇄 어셈블리는 기판의 거리를 감지하기 위한 하나 이상의 센서(302)를 포함한다. 여기서, 하나의 센서(302)가 인쇄 지지체(116)에 장착된 것으로 도시되어 있다. 또 다른 센서(302)가 인쇄 캐리지(122)에 장착된 것으로 도시되어 있다. 또 다른 센서(302)가 디스펜서(119) 중 하나에 장착된 것으로 도시되어 있다. 이러한 센서(302) 중 일부 또는 전부를 사용하여 기판의 관련 거리를 감지한다. 다수의 센서들(302)이 아마도 기판 지지체(200)의 지지 표면(201)에 있는 센서들(206)과 함께 사용되는 경우, 다수의 거리 판독값들이 시스템 제어기(129)에 의해 비교될 수 있고 개선된 정확도를 갖는 거리의 추정이 발생할 수 있다. 센서들(302)은 광학적 또는 음향적일 수 있다. 전술한 광학 센서 중 임의의 것이 센서들(302)에 사용될 수 있다. 센서들(302)은 거리 판독 값을 나타내는 신호를 인쇄 어셈블리 제어기(118)에 전송하기 위해 인쇄 어셈블리 제어기(118)에 작동 가능하게 결합된 것으로 도시되어 있다. 센서들(302) 및 인쇄 어셈블리(104)의 다른 작동 요소들은 인쇄 어셈블리 제어기를 사용하지 않고 시스템 제어기(129)에 직접 작동 가능하게 연결될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

기판을 지지하는 가스 쿠션을 조정함으로써 기판 높이를 제어할 수 있다. 기판 높이를 위 또는 아래로 조정하는 경우 홀더 어셈블리도 조정하지 않으면 홀더 어셈블리와 접촉하는 기판의 가장자리 근처에서 약간의 곡률이 발생할 수 있다. 도 4는 일 실시 예에 따른 홀더 어셈블리(400)의 등각 투영도이다. 홀더 어셈블리(400)는 기판 지지체(200)((또는 102)의 지지 표면(201)에 수직인 방향으로 기판의 에지를 조정하는 능력을 갖는다. 홀더 어셈블리(400)는 전술한 홀더 어셈블리(106)로서 사용될 수 있다.

홀더 어셈블리(400)는 캐리지 부재(402), 캐리지 부재(402)에 결합된 베이스 부재(404) 및 베이스 부재(404)가 접촉 부재(406)와 캐리지 부재(402) 사이에 있도록 베이스 부재(404)에 결합된 접촉 부재(406)를 갖는다. 접촉 부재(406)는 기판과의 안정된 확실한 접촉을 만들기 위해 진공을 사용하여 그 에지를 따라 기판과 접촉한다. 진공 소스(미도시)은 진공력을 제공하기 위해 홀더 어셈블리(400)에 유체 결합된다. 캐리지 부재(402)는 홀더 어셈블리 지지체(128)를 따라 홀더 어셈블리(400)의 실질적으로 마찰 없는 이동을 지원한다.

베이스 부재(404)는 제1 방향(124)으로 연장하고 제1 방향(124)으로 기판 지지체(102)의 지지 표면(201)(도 2)의 치수와 실질적으로 동일한 장축(405)을 갖는다. 베이스 부재(404)는 제2 방향(126)으로 단축(407)을 갖는다. 베이스 부재(404)는 판형일 수 있으며, 패스너(fastener), 센서, 액추에이터 등을 위한 다양한 개구들을 가질 수 있다. 베이스 부재(404)는 캐리지 부재(402)가 홀더 어셈블리 지지체(128)를 따라 이동하는 동안 접촉 부재(406)에 대한 안정적인 지지를 제공하기 위해 캐리지 부재(402)에 고정된다. 이 실시 예에서, 베이스 부재(404)는 캐리지 부재(402)의 단부를 넘어 연장된다. 제1 방향(124)에서 캐리지 부재(402)는 베이스 부재(404)에 대해 중앙에 위치한다. 여기서, 베이스 부재(404)는 직사각형 프로파일을 갖는다.

접촉 부재(406)는 베이스 부재(404)에 조정 가능하게 결합된다. 접촉 부재(406)는 펄크럼(408), 매니퓰레이터 스테이지(410), 매니퓰레이터 스테이지에 결합된 매니퓰레이터(412) 및 아래에 설명할 센서 및/또는 포지셔너를 부착하기 위한 복수의 랜딩 부재들(아래에서 더 논의됨)를 포함한다. 접촉 부재(406)는 제1 방향(124)으로 장축(409) 및 제2 방향(126)으로 단축(411)을 가지며, 베이스 부재(404)와 길이가 실질적으로 유사하다. 접촉 부재(406)는 또한 펄크럼(408), 매니퓰레이터 스테이지(410) 및 매니퓰레이터(412)가 모두 실질적으로 베이스 부재(404)의 길이로 연장되기 때문에 베이스 부재와 같은 직사각형 프로파일을 갖는다. 매니퓰레이터 스테이지(412)는 기판 지지체(102)에 인접한 접촉 부재(406)의 지지 에지(416)에 위치되고 베이스 부재((404)의 근접 에지(418)에 인접한다. 펄크럼(408)은 지지 에지(416)의 반대측의 접촉 부재(406)의 조정 에지(420)에 위치하고, 베이스 부재(404)의 대응하는 반대측 에지(422)에 인접한다.

도 5는 도 4의 홀더 어셈블리(400)의 단면도이다. 선형 연장기(502)는 베이스 부재(404)에 결합되고 베이스 부재(404)로부터 접촉 부재(406)를 향해 연장된다. 선형 연장기(502)는 접촉 부재(406)의 지지 에지(416)에 위치되고 접촉 부재(406)를 향해 제1 및 제2 방향에 수직인 제3 방향(504)으로 연장된다. 선형 연장기(502)는 또한 제1 및 제2 방향(124 및 126) 중 하나 또는 둘 모두로 다소 연장될 수다. 선형 연장기(502)는 압전 포지셔너와 같이 물체를 10μm 미만의 정확도로 배치할 수 있는 임의의 정밀 포지셔너일 수 있다. 압전 실시 예에서, 압전 재료의 샘플은 전압이 인가될 때 제3 방향으로 길이가 변화하도록 배향되고, 길이 변화의 정도는 인가된 전압과 직접적이고 정확하게 관련된다.

베어링 부재(506)는 선형 연장기(502)와 접촉 부재(406) 사이에 배치된다. 베어링 부재(506)는 접촉 부재(406)의 지지 에지(416)에서 베이스 부재(404)에 인접하게 위치한다. 선형 연장기(502)는 베어링 부재(506)에 포지셔닝 힘을 가하고, 베어링 부재(506)은 차례로 접촉 부재(406)에 포지셔닝 힘을 전달한다. 베어링 부재(506)는 제1 방향(124)으로 연장되고 접촉 부재(406)의 제1 방향(124)에서의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 따라서, 베어링 부재(506)는 접촉 부재(406)를 따라 실질적으로 제1 방향(124)으로 접촉 부재(406)의 전체 길이를 따라 이어진다. 여기서, 베어링 부재(506)는 무게를 줄이기 위해 중공이고, 베어링 부재(506)는 접촉 부재(406)의 매니퓰레이터 스테이지(410)의 제2 방향(126)의 치수보다 더 큰 제2 방향(126)의 치수를 갖는다.

랜딩 부재(508)는 베어링 부재(506)와 매니퓰레이터 스테이지(410) 사이에 배치된다. 랜딩 부재(508)는 접촉 부재(406) 상의 선형 연장기(502)의 포지셔닝 힘을 매개한다. 랜딩 부재(508)는 접촉 부재(406)와 베어링 부재(506) 사이에 전달될 수 있는 임의의 충격을 흡수하기 위해 견고하고 탄력적인 재료로 제조될 수 있다. 다른 경우에, 랜딩 부재(508)는 에어 베어링(air bearing)일 수 있다. 복수의 랜딩 부재들(508)이 베어링 부재(506) 및 매니퓰레이터 스테이지(410)의 길이를 따라 분포되어 제공되어 매니퓰레이터 스테이지(410)의 길이를 따라 안정적이고 일관된 포지셔닝 지지를 제공한다.

선형 연장기(502)는 작동될 때 제3 방향(504)으로 길이를 변경된다. 선형 연장기(502)가 연장될 때, 베어링 부재(506)는 접촉 부재(406)를 향해 제3 방향(504)으로 밀려서 접촉 부재(406)의 지지 에지(416)의 위치를 제3 방향(504)으로 이동시킨다. 기판이 매니퓰레이터(412) 상에 배치될 때, 기판은 접촉 표면(510)에서 매니퓰레이터(412)와 접촉한다. 제1 방향(124)으로의 길이를 따라 매니퓰레이터(412)를 통과하는 도관인 진공 매니폴드(512)를 통해 접촉면(510)에 진공이 인가된다. 진공에 의해 야기된 압력 차이는 기판이 매니퓰레이터(412), 매니퓰레이터 스테이지(410) 및 접촉 부재(406)와 함께 이동하도록 접촉 표면(510)에 대해 기판을 강제한다. 지지 에지(416)에서, 선형 연장기(502)의 작동에 의해, 매니퓰레이터(412)는 홀더 어셈블리(400) 근처의 기판 지지체(102) 상의 기판의 높이가 수정되도록 제3 방향(504)으로 이동된다.

다시 도 4를 참조하면, 접촉 부재(406)는 매니퓰레이터 스테이지(410)를 펄크럼(408)에 결합하는 복수의 브레이스들(424)을 포함한다. 여기서, 4개의 브레이스들(424)이 있는 데, 2개는 펄크럼(408)의 양단에 있고, 2개는 접촉 부재(406)의 중심 근처에 있다. 이 경우, 펄크럼(408)은 제1 방향(124)에서의 매니퓰레이터 스테이지(410)의 치수보다 작은 제1 방향(124)에서의 치수를 갖는다. 브레이스(424)는 지지대(408)를 매니퓰레이터 스테이지(410)에 단단히 결합하는 역할을 하여 두 개가 하나의 단위로 이동하고 접촉 부재(406)는 구조적 일체성을 갖는다. 브레이스(424)는 여기서 제2 방향(126)을 따라 배향되고, 지지대(408)로부터 매니퓰레이터 스테이지(410)로 연장하는 막대형 부재이다. 각각의 브레이스(424)는 펄크럼(408)와 베이스 부재(404) 사이 및 매니퓰레이터 스테이지(410)와 베어링 부재(506) 사이에 배치되고, 각각의 브레이스(424)는 펄크럼(408) 및 매니퓰레이터 스테이지(410) 모두와 직접 접촉한다. 각각의 브레이스(424)는 또한 펄크럼(408) 및 매니퓰레이터 스테이지(410)와 직각을 형성한다.

하나의 브레이스(424)는 도 5에서 볼 수 있다. 제2 랜딩 부재(508)는 베이스 부재(404)와 펄크럼(408) 사이에 배치되며, 여기서는 브레이스(424) 뒤에 도시되어있다. 제2 랜딩 부재(508)는 접촉 부재(406)의 조정 에지(420)에서 펄크럼(408)을 지지한다. 선형 연장기(502)가 연장되어 베어링 부재(506), 랜딩 부재(508), 매니퓰레이터 스테이지(410) 및 매니퓰레이터(412)를 제3 방향(504)으로 이동시키면, 브레이스(424)는 지지 에지(416)에서 전술한 부재들의 이동을 조정 에지(420)에서 펄크럼(408)에 결합한다. 선형 연장기(502)의 포지셔닝 힘이 접촉 부재(406)의 중심 축을 통해 유도되지 않기 때문에, 접촉 부재(406)는 펄크럼(408)이 제3 방향(504)으로 이동하지 않도록 회전한다. 따라서, 접촉 부재(406)는 베이스 부재(404)에 대해 각도 θ를 형성한다. 각도 θ는 일반적으로 최대 몇 마이크로 라디안(예: 0에서 100 마이크로 라디안)이다. 제2 랜딩 부재(508)는 또한 에어 베어링일 수 있다.

베이스 부재(404)는 한 쌍의 플렉스 부재들을 형성하는 제1 플렉스 부재(430) 및 제2 플렉스 부재(432)를 지지하는 지지 블록(428)을 포함한다. 지지 블록(428)은 베이스 부재(404)와 접촉하는 제1 측면(434)을 갖는다. 여기서, 제2 랜딩 부재(408)는 제1 측면(514)에서 베이스 부재(404)와 접촉하고, 지지 블록(428)은 베이스 부재(404)의 제1 측면(514)의 반대측에 있는 제2 측면(516)에서 베이스 부재(404)와 접촉한다. 따라서, 베이스 부재(404)는 제2 랜딩 부재(408)와 지지 블록(428) 사이에 배치된다. 베이스 부재(404)의 제1 측면(514)은 제2 랜딩 부재(508)와 베이스 부재(408)의 근접 에지(418) 사이에 위치한 선반(shelf)(518)을 갖는다. 선반(518)에서, 베이스 부재(404)는 지지 블록(428)과 제2 랜딩 부재(508) 사이의 제1 두께에서 제2 두께로 두께를 변경하고, 제2 두께는 제1 두께보다 작다. 따라서, 베이스 부재(404)가 펄크럼(408)에 인접한 위치로부터 매니퓰레이터 스테이지(410)를 향하는 위치로 연장될 때, 베이스 부재(404)는 선반(518)에서 두께가 감소한다.

제1 플렉스 부재(430)는 펄크럼(408)과 베이스 부재(408) 사이에서 지지 블록(428)이 베이스 부재(404)의 제2 측면(516)에 부착되는 위치와 반대되는 베이스 부재(404)의 제1 측면(514)에 부착된다. 제1 플렉스 부재(430)는 선반(518) 및 베이스 부재의 근접 에지(418)를 넘어서 매니퓰레이터 스테이지(410)를 향해 제2 방향(126)으로 연장된다. 선반(518)에서, 제1 플렉스 부재(430)와 베이스 부재(404) 사이에 갭(520)이 형성되어 제1 플렉스 부재(430)가 제3 방향(504)으로 자유롭게 구부러질 수 있게 한다. 따라서, 제1 플렉스 부재(430)는 제3 방향(504)으로 플렉스 방향(flex direction)을 갖는다. 제1 플렉스 부재(430)는 베어링 부재(506)와 매니퓰레이터 스테이지(410) 사이의 위치로 연장된다. 제1 플렉스 부재(430)는 제1 캡쳐 플레이트(522)에 의해 베이스 부재(404)에 고정되고, 베이스 부재(404)와 제1 캡쳐 플레이트(522) 사이에 배치되고, 볼트와 같은 편리한 패스너(fastener)에 의해 고정된다. 제1 플렉스 부재(430)는 제2 캡쳐 플레이트(524)에 의해 베어링 부재(506)의 제1 측면(528)에서 베어링 부재(506)에 고정되고, 제1 플렉스 부재(430)는 제2 캡쳐 플레이트(524)와 베어링 부재(506) 사이에 배치된다. 이러한 방식으로, 베어링 부재(506)가 선형 연장기(502)에 의해 제3 방향(504)으로 이동될 때, 제1 플렉스 부재(430)는 제3 방향(504)으로 구부러져서 선형 연장기(502)의 포지셔닝 힘에 반대되는 복원력을 제공한다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 랜딩 부재(508)는 베어링 부재(506)의 제1 측면(528) 및 매니퓰레이터 스테이지(410)와 지지 관계에 있다.

제2 플렉스 부재(432)는 제1 측면(434)의 반대측에 있는 지지 블록(428)의 제2 측면(526)으로부터 연장되고, 볼트와 같은 편리한 패스너에 의해 지지 블록(428)에 고정된 제3 캡쳐 플레이트(530)에 의해 지지 블록(428)의 제2 측면(526)에 고정된다. 여기서, 제1 및 제2 부재(430, 432)는 길이가 동일하다. 제2 플렉스 부재(432)는 베어링 부재(506)를 향해 제2 방향(126)으로 연장된다. 여기서, 베어링 부재(506)는 정사각형 프로파일을 갖는 중공 튜브이다. 제2 플렉스 부재(432)는 베어링 부재(506)의 제1 측면(528)의 반대측에 있는 제2 측면(532)에 부착된다. 제2 플렉스 부재(432)는 제4 캡쳐 플레이트(534)에 의해 베어링 부재(506)의 제2 측면(532)에 고정되고, 제2 플렉스 부재(432)는 베어링 부재(506)의 제4 캡쳐 플레이트(534)와 제2 측면(532) 사이에 배치된다. 제4 캡쳐 플레이트(534)는 볼트와 같은 편리한 패스너에 의해 베어링 부재(506)의 제2 측면(532)에 고정된다.

선형 연장기(502)는 여기서 베어링 부재(506)의 제2 측면(532)을 통해 배치되어 제1 측면(528)의 내부 표면(536)에서 베어링 부재(506)의 제1 측면(528)과 접촉한다. 선형 연장기(502)의 힘 단부(540)에 있는 압력 부재(538)는 제1 측면(528)의 내부 표면(536)과 접촉한다. 압력 부재(538)는 베어링 부재(506)의 제1 측면(528)의 내부 표면(536)에 포지셔닝 힘을 인가한다. 베어링 부재(506)는 제1 측면(528)의 외부 표면(542)에서 제1 플렉스 부재(432)와 접촉하여, 포지셔닝 힘을 제1 플렉스 부재(432)를 통해 접촉 부재(406)의 매니퓰레이터 스테이지(410)로, 따라서 매니퓰레이터(412)로 전달한다. 매니퓰레이터(412)는 선형 연장기(502)에 의해 인가된 포지셔닝 힘에 응답하여 예를 들어, 압전 소자의 경우 전압과 같은 작동 제어에 의해 결정된 정확한 위치로 이동한다. 기판 지지체(102) 상에 배치된 기판과 접촉할 때, 선형 연장기(502)는 제3 방향(504)으로 기판의 에지의 정밀 포지셔닝을 달성한다. 따라서, 선형 연장기(502)는 기판 지지체(102) 상의 기판의 에지 영역의 높이에 정확하게 영향을 미치고, 기판의 높이가 다른 영역에서 변경되는 경우 에지 영역과 기판 지지 표면(201) 사이의 접촉을 방지한다. 이 경우, 선형 연장기(502)는 약 100㎛의 이동 범위를 갖지만, 선형 연장기(502)의 이동 범위는 시스템의 특정 아키텍처 및 규모에 따라 선택될 수 있다. 제1 및 제2 플렉스 부재(430 및 432), 그리고 이 배향 중력에서 베어링 부재(506) 상의 선형 연장기(502)의 포지셔닝 힘에 반대되는 복원력을 제공한다. 선형 연장기(502)의 작동이 중단되거나 감소될 때, 플렉스 부재(430 및 432)의 복원력이 베어링 부재(506)를 포지셔닝 힘의 방향과 반대 방향으로 이동시켜 기판 지지체(102)의 에지에서 기판의 높이를 감소시킨다.

선형 연장기(502)는 베이스 부재(404)의 제2 측면(516)으로부터 베어링 부재(506)를 향해 제2 방향(126)으로 연장하는 베이스 부재(404)의 연장부(546)에 의해 지지된다. 스터럽(stirrup)(544)는 선형 연장기(502)와 정렬하여 연장부(546)로부터 연장된다. 선형 연장기(502)는 스터럽(544)에 위치한다. 여기서, 선형 연장기(502)는 제3 방향(504)으로 연장되는 축을 갖는 원통형 몸체이고, 또한 제1 및 제2 방향(124 및 126)으로 다소 연장될 수 있다. 선형 연장기(502)는 힘 단부(540)의 반대측에 있는 지지 단부(548)가 스트럽(544)에 있도록 배치된다. 선형 연장기(502)는 베어링 부재(506)의 제4 캡쳐 플레이트(534), 제2 플렉스 부재(432), 및 베어링 부재(506)의 제2 측면(532)을 통해 베어링 부재(506)의 내부까지 연장되며, 힘 단부(540) 및 베어링 부재(506)의 제1 측면(528)의 내부 표면(536)에 대해 배치된 압력 부재(538)에서 정점을 이룬다. 작동될 때, 선형 연장기(502)는 스터럽(544)과 베어링 부재(506) 사이에 분리력을 생성하여 스터럽(544) 및 스터럽(544)이 부착되는 베이스 부재(404)에 대해 베어링 부재(506)를 제3 방향(504)으로 이동시킨다. 전술한 바와 같이, 선형 연장 기(502)의 작동이 중단되거나 감소될 때, 플렉스 부재(430 및 432)는 제3 방향(504)으로의 운동을 반전시킨다.

다시 도 4를 참조하면, 홀더 어셈블리(400)는 접촉 부재(406)의 중심선의 양측에 하나씩, 접촉 부재(406)에 안정된 포지셔닝 힘을 공급하도록 위치된 2개의 선형 연장기들(도 4에는 보이지 않음)을 갖는다. 선형 연장기의 위치는 2개의 지지 블록들(428), 제1 플렉스 부재들(430) 및 캡쳐 플레이트들(522, 524, 530)를 참조하여 확인할 수 있다. 베어링 부재(506)도 볼 수 있다. 2개의 선형 연장기들은 접촉 부재(406)의 2개의 단부들 또는 측면들이 제3 방향(504)으로 차등적으로 작동될 수 있게 하고, 필요한 경우 제2 방향(126)으로 축을 중심으로 기판을 회전시키는 능력(때때로, θ-x 포지셔닝 능력으로 지칭됨)을 제공한다. 각각의 선형 연장기는 제1 플렉스 부재(430) 및 제2 플렉스 부재(432)를 참조하는 도 5에 도시된 바와 같이 플렉스 부재 쌍을 갖는다. 각각의 플렉스 부재 쌍 및 각각의 선형 연장기는 도 5에 도시된 바와 같이 장치에 결합된다.

전술한 선형 연장기(502)는 플렉스 부재(430, 432)와 협력하여 매니퓰레이터(412)를 제3 방향(504)으로 위치시키므로, 선형 연장기(502)는 때때로 z-포지셔너로 지칭된다. 홀더 어셈블리(402)는 또한 선형 포지셔너(436)를 갖는다. 홀더 어셈블리(402)의 대향 단부들 근처에 위치된, 도 4의 버전에는, 2개의 선형 포지셔너들(436), 제1 선형 포지셔너(436) 및 제2 선형 포지셔너(436)가 있다. 각각의 선형 포지셔너(436)는 각각의 인코더(438) 옆에 배치되고 제2 방향(126)으로 접촉 부재(406)에 포지셔닝 힘을 가함으로써 접촉 부재(406)를 제2 방향(126)으로 배치한다. 각각의 선형 포지셔너(436)는 격납부(444) 내에 그리고 벽(446)에 대해 배치된 연장 부재(442)를 포함한다. 선형 포지셔너(436) 및 인코더(438) 중 하나는 도 5에서 볼 수 있다. 연장 부재(442)는 벽(446)과 접하는 제1 단부 및 격납부(444)에 배치되는 제2 단부를 포함한다. 인코더(438)는 스케일(550)이 지지되는 한 쌍의 포스트들(552)을 포함한다. 포스트들(552)은 접촉 부재(406)의 브레이스(424)에 부착된다. 격납부(444)의 측벽(556)은 포스트들(552) 사이에서 그리고 브레이스(424)와 제1 플렉스 부재(430) 사이의 갭을 통해 보여질 수 있다. 격납부(444)는 베이스 부재(404)에 부착된다. 벽(446)은 접촉 부재(406)의 펄크럼(408)에 부착된다. 판독 헤드(554)는 격납부(444)에 부착되고 스케일(550)과 정렬되도록 돌출한다.

도 6은 도 4의 홀더 어셈블리(400)의 선형 포지셔너(436) 및 인코더(438) 중 하나의 상세도이다. 이 도면은 펄크럼(408)의 위치로부터 매니퓰레이터 스테이지(410)를 바라본다. 연장 부재(442)는 격납부(444) 내부에 배치되고 도면의 평면 밖으로 연장된다. 판독 헤드(554)는 격납부(444)에 부착된 지지체(602) 및 지지체(602)에 부착된 판독기(604)를 포함한다. 판독기(604)는 인코더(438)의 스케일(550) 위에 놓인 메트릭(608)과 정렬된다. 포스트(552)는 스케일(550)이 포스트(552)로부터 격납부(444)를 향해 연장되도록 한쪽으로부터 스케일(550)을 지지한다. 따라서 판독기(604)는 메트릭(608)과 정렬하여 스케일(550)과 브레이스(424) 사이에 위치될 수 있다. 메트릭(608)은 판독기(604)를 향하는 스케일(550)의 외부 표면(610)에 적용된다.

인코더(438)는 메트릭(608)에 대한 판독기(604)의 위치를 나타내는 신호를 생성한다. 메트릭(608)은 브레이스(424)에 부착된 포스트(552)의 작동에 의해 접촉 부재(406)에 부착된다. 판독기(604)는 지지체(602) 및 격납부(444)의 작동에 의해 베이스 부재(404)에 부착된다. 접촉 부재(406)가 베이스 부재(404)에 대해 제3 방향(126)으로 이동하는 경우, 판독기(602)는 메트릭(608)의 위치에서의 이동을 등록한다. 이러한 이동을 보상하기 위해 연장 부재(442)는 제2 방향(126)으로 벽(446)(도 5)에 포지셔닝 힘을 적용하고, 따라서 접촉 부재(406)의 펄크럼(408)에 포지셔닝 힘을 인가하도록 에너지를 공급받을 수 있다. 연장 부재(442)는 양방향 포지셔너이며, 이는 연장 부재(442)를 연장 또는 수축시키는 에너지가 적용될 수 있음을 의미한다. 연장 부재(442)는 공압, 전자기, 전기 기계 또는 임의의 양방향 작동 가능한 연장 부재일 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 선형 연장기(502)(도 4의 실시 예에서 둘 중 하나)가 제3 방향(504)으로 연장될 때, 접촉 부재(406)의 회전은 베이스 부재(404)에 대한 접촉 부재(406)의 각도(θ)를 변경시킨다. 제3 방향(504)으로의 매니퓰레이터(412)의 이동에 추가로, 이것은 제2 방향(126)으로의 매니퓰레이터(412)의 이동을 초래한다. 인코더(438)는 제2 방향(126)으로의 이러한 이동을 등록하고 베이스 부재(404)에 대한 접촉 부재(406)의 위치를 나타내는 신호를 홀더 어셈블리 제어기(131(도 1)) 또는 별도의 홀더 어셈블리 제어기(131)가 없는 경우 시스템 제어기(129)로 전송한다. 이에 응답하여, 등록된 이동이 허용 오차 내에 있지 않으면, 홀더 어셈블리 제어기(131) 또는 시스템 제어기(129)는 선형 포지셔너(438)에 에너지를 공급하는 신호를 전송하여 제2 방향(126)으로 접촉 부재(406)의 위치를 조정할 수 있다. 도 4에 도시되고 위에서 논의된 바와 같이, 홀더 어셈블리(400)에는 2개의 선형 포지셔너들(438)이 있다. 2개의 선형 포지셔너들(438)은 접촉 부재(406)의 회전 또는 잉크젯 프린터(100)의 임의의 다른 오정렬로 인한 제2 방향(126)에서의 임의의 잘못된 위치를 보상하기 위해 제2 방향(126)으로 전체 접촉 부재(406)의 위치를 조정하도록 함께 에너지를 공급받을 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 접촉 부재(406)는 접촉 부재(406)와 베이스 부재(404) 모두의 중심 근처에 위치된 피벗(443)에 의해 베이스 부재(404)에 결합된다. 피벗(443)은 베이스 부재(404)에 결합되고 접촉 부재(406)의 중심 근처에 있는 2개의 브레이스들(424) 사이의 접촉 부재(406)를 통해 연장된다. 플렉스 플레이트(450)는 피벗(443) 주위에 배치되고 피벗의 양측에 있는 브레이스들(424)까지 연장된다. 볼트와 같은 편리한 패스너에 의해 브레이스(424)에 고정되는 각각의 캡쳐 플레이트들(452)에 의해 플렉스 플레이트(450)는 2개의 브레이스들(424)에 고정된다.

도 7a는 도 4의 접촉 부재(406)의 평면도이다. 기판(702)이 매니퓰레이터(412)에 고정된 것으로 도시되어 있다. 2개의 제2 선형 포지셔너(438)를 둘러싸는 구성 요소는 참조용으로 도시되어 있다. 피벗(443)은 그 중심 근처에서 접촉 부재(406)를 통해 연장되는 피벗 포스트(704)를 포함한다. 피벗 포스트(704)는 플렉스 플레이트(450)를 통해 연장된다. 플렉스 플레이트(450)는 접촉 부재(406)가 선형 연장기(502)에 의해 인가되는 포지셔닝 힘에 따라 제3 방향(504)으로 이동하게 한다.

도 7b는 도 4의 접촉 부재(406)의 일부의 단면도이다. 피벗 포스트(704)는 제1 단부(720) 및 제2 단부(722)를 갖는다. 제1 단부(720)는 플렉스 플레이트(450)를 통해 연장된다. 제2 단부(722)는 슬라이드 부재(726)에 결합되는 플랜지(724)를 갖는다.

슬라이드 부재(726)는 제1 표면(728), 제2 표면(730) 및 제1 표면(728)에서 제2 표면(730)까지 슬라이드 부재(726)를 관통한 구멍(732)을 갖는다. 피벗 포스트(704)는 슬라이드 부재(726)의 구멍(732)을 통해 연장된다. 슬라이드 부재(726)는 제1 표면(728)을 제2 표면(730)과 연결하는 제3 표면(734)을 갖는다. 슬라이드 부재(726)는 또한 제3 표면(734)에 대향하는 제4 표면(736)을 가지며, 또한 제1 표면(728)을 제2 표면(730)과 연결한다.

제1 홈(738)이 제3 표면(734)에 형성된다. 제2 홈(740)이 제4 표면(736)에 형성된다. 제1 가이드 부재(742)는 베이스 부재(404)로부터 연장되어 제1 홈(738)과 맞물린다. 제2 가이드 부재(744)는 베이스 부재(404)로부터 연장되어 제2 홈(740)과 맞물린다. 슬라이드 부재(726)는 가이드 부재(742, 744)를 따라 슬라이드하여 슬라이드 부재(726)가 제2 방향(126)으로 이동할 수 있도록 한다(도 7a).

피벗 포스트(704)는 이 경우에 슬라이드 부재(726)의 제2 표면(730)에 형성된 오목부(746)에 의해 슬라이드 부재(726)에 고정된다. 플랜지(724)는 오목부(746)와 맞물리고, 슬라이드 부재(726)와 베이스 부재(404) 사이의 오목부(746)에 포착된다. 피봇 포스트(704)는 플렉스 플레이트(450)를 통해 연장되고, 중앙 캡쳐 플레이트(710)에 의해 플렉스 플레이트(450)에 부착된다. 중앙 캡쳐 플레이트(710) 및 플렉스 플레이트(450)는 모두 피벗 포스트(704)를 중심으로 중앙 캡쳐 플레이트(710) 및 플렉스 플레이트(450)의 회전 이동을 허용하는 개구들을 갖는다. 이러한 방식으로, 접촉 부재(406)는 피봇 포스트(704)를 중심으로 회전할 수 있다. 슬라이드 부재(726)의 움직임은 접촉 부재(406)가 제2 방향(126)으로 이동할 수 있게 한다. 다른 실시 예에서, 피봇 포스트(704)는 슬라이드 부재(726)에 부착될 수 있다. 도 7b에 도시된 실시 예에서, 피벗 포스트(704)의 제2 단부(730)는 베이스 부재(404)와 접촉 부재(406) 사이의 추가 회전 자유도를 위해 베이스 부재(404)에 대해 오목부(746) 내에서 회전할 수 있다.

이러한 방식으로, 선형 연장기(502)는 시스템 제어기(129) 또는 홀더 어셈블리 제어기(131)로부터 수신된 신호에 따라 작동되어 기판(702)의 에지를 기판 지지체(200 또는 102)의 지지 표면(201) 상의 타겟 높이에 위치시킬 수 있다. 플렉스 플레이트(450)는 접촉 부재(406)가 제3 방향(506)으로 이동함에 따라 구부러져, 선형 연장기(502)의 작용에 반대되는 추가적인 복원력을 제공한다. 추가적으로, 선형 포지셔너(438)는 시스템 제어기(129) 또는 홀더 어셈블리 제어기(131)로부터 수신된 신호에 따라 작동되어 제3 방향(504)으로의 매니퓰레이터(412)의 이동 및 그에 수반되는 접촉 부재(406)의 회전으로 인한 제2 방향(126)에서의 변위를 보상할 수 있다. 슬라이드 부재(726)는 접촉 부재(406)가 선형 포지셔너(438)에 의한 포지셔닝에 응답하도록 제2 방향(126)으로 이동하게 한다. 마지막으로, 선형 포지셔너(438)는 기판(702)의 임의의 오정렬 또는 홀더 어셈블리 지지체(128) 상의 홀더 어셈블리(400 또는 106)의 포지셔닝의 불완전함을 보상하기 위해 차동적으로 작동될 수 있다. 피벗 포스트(704)는 접촉 부재(406)가 선형 포지셔너(438)에 의해 적용된 차동 위치에 따라 피벗 포스트(704)를 중심으로 회전할 수 있게 한다. 여기에 설명된 시스템은 인쇄 작업을 위한 기판(702)의 정밀 위치를 달성한다.

위에서 언급한 바와 같이, 여기에 설명된 홀더 어셈블리는 제3 방향으로 기판의 에지의 위치를 조정하고, 따라서 기판의 에지 영역에서 기판과 기판 지지체 사이의 거리를 조정하는 기능을 갖는다. 이 기능은 제3 방향에서 기판의 전체 위치가 변경되는 경우에 유용할 수 있다. 이러한 경우, 기판의 에지 영역의 위치를 변경하여 조정할 수 있다. 도 8a는 본 명세서에 설명된 실시 예들을 사용하여 기판 에지 포지셔닝을 예시하는 활동 다이어그램이다. 기판(826)은 처리를 위해 기판 지지체(802) 위에 위치된다. 인쇄 재료는 디스펜서(828)로부터 기판(802) 상으로 토출될 것이며, 기판(802)은 가스 쿠션에 의해 기판 지지체(802) 위에 지지된다. 본 명세서에 설명된 임의의 홀더 어셈블리일 수 있는 홀더 어셈블(822)는 기판 지지체(802)에 인접하게 위치된다. 홀더 어셈블리는 접촉 표면(824), 예를 들어 도 5의 접촉 표면(510)을 갖는다. 기판(826)은 흡입에 의해 접촉 표면(824)에 대해 유지된다. 기판 지지체(802)는 디스펜서(828)와 기판 지지체(802) 사이에서 기판(826)을 지지하는 가스 쿠션을 형성한다. 기판 지지체(802)는 평평한 상부 표면(832)을 갖는다. 기판(826)은 또한 평평하고 제1 영역(833)에서 디스펜서(828)와 기판(826)의 상면 사이에 균일한 분리 거리를 갖는다. 제2 영역(831)에서, 기판(826)은 접촉 표면(824)에 접근하도록 굴절된다. 따라서, 기판(826)의 상면은 디스펜서(828)로부터 불균일한 분리 거리를 갖는다. 여기에 설명된 홀더 어셈블리는 이러한 불균일한 분리를 보정하기 위해 제3 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 디스펜서(828)로부터 기판(826)의 분리 거리가 접촉 표면(824)에 대한 기판의 굴절로 인해 불균일하다면, 홀더 어셈블리(822)는 굴절을 제거하기 위해 제3 방향으로 조정될 수 있다.

도 8b는 다른 실시 예에 따른 기판 에지 포지셔닝을 예시하는 또 다른 활동 다이어그램이다. 이 경우, 테이퍼진 에지(852)를 갖는 기판 지지체(850)가 사용된다. 기판 지지체(850)의 테이퍼진 에지(852)는 홀더 어셈블리(822)에 인접한다. 기판 지지체(850)의 지지 표면(854)은 홀더 어셈블리(822)를 향하는 방향으로 테이퍼진 에지(852)에서 기판으로부터 멀어진다. 즉, 테이퍼진 에지(852)로부터 기판(826)까지의 거리는 홀더 어셈블리(822)로부터의 거리에 따라 감소한다. 테이퍼진 에지(852)는 기판 처리에서 에지 효과를 최소화하고, 기판(826)과 지지 표면(854) 사이의 접촉 위험 없이 기판(826)과 디스펜서(828) 사이의 간격에서 불균일성을 제거하기 위해 제3 방향으로 에지 영역의 조정을 용이하게 한다.

테이퍼진 에지(852)는 일반적으로 선형이다. 즉, 테이퍼진 에지(852)는 약 1° 내지 약 20°, 예를 들어 약 5° 사이에서 지지 표면(854)과 각도를 형성하는 평평한 표면이다. 지지 표면(854)에 평행한 방향으로 테이퍼진 에지(852)의 폭(851)은 약 10mm 내지 약 30mm이지만 더 클 수 있다. 여기서, 테이퍼진 에지(852)는 지지 표면(852)과 모서리를 형성하는 것으로 도시되어 있다. 모서리는 여기에 개략적으로 묘사된 것처럼 날카롭거, 둥글거나 모따기될 수 있다. 예를 들어, 반경이 약 0.1mm인 약간의 모따기가 테이퍼진 에지(852)와 지지 표면(854) 사이의 접합부에 적용될 수 있다.

전술한 내용은 본 발명의 실시 예들에 관한 것이지만, 본 개시의 다른 및 추가 실시 예들은 그 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구 범위에 의해 결정된다.

Claims

베이스 부재;
기판과 접촉하기 위해 상기 베이스 부재에 결합된 접촉 부재;
상기 베이스 부재와 상기 접촉 부재 사이에 결합되고 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향하는 방향으로 배향된 선형 연장기;
상기 선형 연장기와 상기 접촉 부재 사이에 포지셔닝 힘을 전달하도록 위치된 베어링 부재; 그리고
상기 베이스 부재 및 상기 베어링 부재에 결합되고, 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향하는 방향과 정렬된 플렉스 방향을 갖는 플렉스 부재를 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제1 항에 있어서, 상기 플렉스 부재는 제1 플렉스 부재이고,
상기 베어링 부재에 결합된 제2 플렉스 부재를 더 포함하고, 상기 제2 플렉스 부재는 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향하는 방향과 정렬된 플렉스 방향을 갖는, 기판 홀더 어셈블리.
제1 항에 있어서, 상기 접촉 부재는 상기 접촉 부재의 조정 에지에 있는 펄크럼 및 상기 조정 에지와 대향하는 상기 접촉 부재의 지지 에지에 위치된 매니퓰레이터 스테이지를 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제3 항에 있어서, 상기 매니퓰레이터 스테이지에 결합된 매니퓰레이터를 더 포함하고, 상기 매니퓰레이터 스테이지는 기판에 진공을 인가하기 위한 접촉면을 갖는, 기판 홀더 어셈블리.
제1 항에 있어서, 상기 힘은 상기 접촉 부재를 회전시키는, 기판 홀더 어셈블리.
제2 항에 있어서, 상기 제2 플렉스 부재는 또한 지지 블록에 결합되는, 기판 홀더 어셈블리.
제1 항에 있어서, 상기 베어링 부재는 중공이고 상기 선형 연장기는 상기 베어링 부재 내에 배치되는, 기판 홀더 어셈블리.
제1 항에 있어서, 상기 베이스 부재는 베이스 플레이트인, 기판 홀더 어셈블리.
제1 항에 있어서, 상기 선형 연장기는 제1 선형 연장기이고, 상기 베이스 부재와 상기 접촉 부재 사이에 결합되고 상기 베이스 부재로부터 상기 접촉 부재를 향하는 방향으로 배향되는 제2 선형 연장기를 더 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제2 항에 있어서, 상기 제1 플렉스 부재 및 상기 제2 플렉스 부재는 제1 플렉스 부재 쌍을 형성하고, 상기 베어링 부재에 결합된 제2 플렉스 부재 쌍을 더 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제8 항에 있어서, 상기 베이스 부재는 제1 두께 및 상기 제1 두께와 상이한 제2 두께를 갖는, 기판 홀더 어셈블리.
제2 항에 있어서, 상기 베이스 부재는 상기 제1 플렉스 부재를 상기 제2 플렉스 부재로부터 분리하는 지지 블록을 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
진공 표면을 갖는 매니퓰레이터를 포함하는 기판 접촉 부재;
상기 기판 접촉 부재를 제1 방향으로 이동시키고 상기 기판 접촉 부재를 회전시키는 제1 액추에이터;
상기 기판 접촉 부재에 결합되고, 상기 제1 방향과 정렬된 플렉스 방향을 갖는 플렉스 부재;
상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 매니퓰레이터를 이동시키는 제2 액추에이터; 그리고
상기 제1 및 제2 방향에 실질적으로 수직인 제3 방향으로 상기 매니퓰레이터를 이동시키는 제3 액추에이터를 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제13 항에 있어서, 상기 제2 및 제3 액추에이터는 상기 기판 접촉 부재의 부재들인, 기판 홀더 어셈블리.
제13 항에 있어서, 상기 제3 액추에이터는 상기 제2 방향으로 연장되는 축을 중심으로 상기 매니퓰레이터를 회전시키도록 작동될 수 있는 2개의 선형 액추에이터들을 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제15 항에 있어서, 상기 제2 액추에이터는 상기 제3 방향으로 연장되는 축을 중심으로 상기 매니퓰레이터를 회전시키도록 작동될 수 있는 2개의 선형 액추에이터들을 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제16 항에 있어서, 상기 제2 액추에이터의 2개의 선형 액추에이터들 사이에 위치된 피벗을 더 포함하는 기판 홀더 어셈블리.
기판 지지체;
상기 기판 지지체에 결합된 분배 어셈블리; 그리고
상기 기판 지지체에 결합된 기판 홀더 어셈블리를 포함하고,
상기 기판 홀더 어셈블리는:
진공 표면을 갖는 매니퓰레이터를 포함하는 기판 접촉 부재;
상기 기판 접촉 부재를 제1 방향으로 이동시키고 상기 기판 접촉 부재를 회전시키는 제1 액추에이터;
상기 기판 접촉 부재에 복원력을 제공하도록 배치된 플렉스 부재;
상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 매니퓰레이터를 이동시키는 제2 액추에이터; 그리고
상기 제1 및 제2 방향에 실질적으로 수직인 제3 방향으로 상기 매니퓰레이터를 이동시키는 제3 액추에이터를 포함하는, 잉크젯 프린터.
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제13 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부재는 상기 매니퓰레이터에 결합된 매니퓰레이터 스테이지 및 상기 매니퓰레이터 스테이지에 결합된 펄크럼을 포함하는, 기판 홀더 어셈블리.
제18 항에 있어서, 상기 기판 접촉 부재는 상기 매니퓰레이터에 결합된 매니퓰레이터 스테이지 및 상기 매니퓰레이터 스테이지에 결합된 펄크럼을 포함하는, 잉크젯 프린터.
제13 항에 있어서, 상기 제1 액추에이터는 선형 연장기인, 기판 홀더 어셈블리.
제18 항에 있어서, 상기 제1 액추에이터는 선형 연장기인, 잉크젯 프린터.